JPWO2020090063A1 - Production support system - Google Patents

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Abstract

生産すべき製品を特定すべき情報と、生産すべき数量または個数と、生産を完了すべき期日を含む注文に基づいて、該製品を生産するための工程を生成する生産支援システム(10)が、注文を入力する入力部(34)と、入力部から入力された注文に基づいて、注文により特定される製品を生産するために必要な複数の作業機械と、各作業機械が受け持つ工程と、各工程を実行するために要する時間とに関する情報を含むスケジュールを生成するスケジュール演算部(12)と、生成されたスケジュールの各工程を各作業機械が解釈し実行可能な情報である複数のタスクに分解する工程分解情報提供部(18)と、工程分解情報提供部からのタスクに基づいて、各作業機械へ指令を出力する工程指令部(14)とを備えている。 A production support system (10) that generates a process for producing a product based on an order including information for specifying a product to be produced, a quantity or quantity to be produced, and a due date for completing the production. , An input unit (34) for inputting an order, a plurality of work machines required to produce a product specified by an order based on an order input from the input unit, a process undertaken by each work machine, and the like. A schedule calculation unit (12) that generates a schedule including information on the time required to execute each process, and a plurality of tasks that are information that can be executed by each work machine interpreting each process of the generated schedule. It includes a process disassembly information providing unit (18) for disassembling and a process commanding unit (14) for outputting a command to each work machine based on a task from the process disassembling information providing unit.

Description

本発明は、多品種少量生産または多品種変量生産に適合した生産支援システムに関する。 The present invention relates to a production support system suitable for high-mix low-volume production or high-mix variable production.

製造業では、種々のニーズに対応するために、多様な標準的な製品に加えて、様々なオプションを準備して、いわゆるマスカスタマイゼーションと称される製造方法によって、多品種少量生産または多品種変量生産に適合しようとしている。そうした多品種少量生産または多品種変量生産を目的とした生産システムの一例として、特許文献1には、複数の製造工程を有する多品種変量製造ラインにおいて、ラインの実状にあった工程フローを各品種で標準的に正確に作成し、工程フローの変更内容を正確に各品種で行うシステムが記載されている。 In the manufacturing industry, in addition to various standard products, various options are prepared in order to meet various needs, and high-mix low-volume production or high-mix variable production is performed by a manufacturing method called mass customization. Trying to fit into production. As an example of a production system for such high-mix low-volume production or high-mix variable-volume production, Patent Document 1 describes, in a high-mix variable-volume production line having a plurality of manufacturing processes, a process flow that matches the actual state of the line. Describes a system that accurately creates the standard and accurately changes the process flow for each product type.

特開平09−260235号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 09-260235

近時、市場のニーズは常に変化し、しかもその変化が非常に速くなっている。従って、こうした変化するニーズに対応するために、高い生産性を維持する多品種少量生産または多品種変量生産に適合した生産システムの構築は困難になっている。 These days, market needs are constantly changing, and they are changing very quickly. Therefore, in order to meet such changing needs, it is difficult to construct a production system suitable for high-mix low-volume production or high-mix variable production that maintains high productivity.

本発明は、こうした従来の問題を解決することを技術課題としており、多種の加工機を混在させて加工を行う生産システムにおいて、生産性の高い工程を容易に生成可能とした生産システムを提供することを目的とする。 The present invention has a technical problem of solving such a conventional problem, and provides a production system capable of easily generating a highly productive process in a production system in which various processing machines are mixed and processed. The purpose is.

上述の目的を達成するために、本発明によれば、生産すべき製品を特定すべき情報と、生産すべき数量または個数と、生産を完了すべき期日を含む注文に基づいて、該製品を生産するための工程を生成する生産支援システムにおいて、注文を入力する入力部と、入力部から入力された注文に基づいて、注文により特定される製品を生産するために必要な複数の作業機械と、各作業機械が受け持つ工程と、各工程を実行するために要する時間とに関する情報を含むスケジュールを生成するスケジュール演算部と、生成されたスケジュールの各工程を各作業機械が解釈し実行可能な情報である少なくとも1つのタスクに分解する工程分解情報提供部と、工程分解情報提供部からのタスクに基づいて、各作業機械へ指令を出力する工程指令部とを備えた生産支援システムが提供される。 In order to achieve the above object, according to the present invention, the product is made based on an order including information for identifying a product to be produced, a quantity or quantity to be produced, and a due date for completion of production. In a production support system that generates a process for production, an input unit for inputting an order and a plurality of work machines required to produce a product specified by the order based on the order input from the input unit. , A schedule calculation unit that generates a schedule including information on the processes that each work machine is in charge of and the time required to execute each process, and information that each work machine can interpret and execute each process of the generated schedule. A production support system including a process decomposition information providing unit that decomposes into at least one task and a process command unit that outputs a command to each work machine based on the task from the process decomposition information providing unit is provided. ..

生産システムにとっては抽象的でそのままでは実行できない製品名、製品番号またはモデル番号と、数量または個数と、納期とを含む注文に基づいて、該注文の内容をより具体化したスケジュールを生成し、該スケジュールに基づいて、各工程を各作業機械が解釈し実行可能な情報である複数のタスクに分解し、タスクに基づいて、各作業機械へ指令を出力するようになっている。スケジュール演算部によって、特定の工程が生産量を著しく律速したり生産工程のボトルネックとならないようにスケジュールを作成すれば、生産システム全体で製造効率を高めることが可能になる。また、本実施形態によれば、1つの生産システム中に複数の製品を混在させても、生産システムを構成する作業機械を効率的に運用することが可能なので、特に、多品種少量生産または多品種変量生産に適合した生産システムを構築することが可能となる。 Based on the order including the product name, product number or model number, quantity or quantity, and delivery date, which is abstract for the production system and cannot be executed as it is, a schedule that more concretely describes the contents of the order is generated. Based on the schedule, each process is decomposed into a plurality of tasks which are information that can be interpreted and executed by each work machine, and commands are output to each work machine based on the tasks. If the schedule calculation unit creates a schedule so that a specific process does not significantly control the production volume or become a bottleneck in the production process, it is possible to improve the production efficiency of the entire production system. Further, according to the present embodiment, even if a plurality of products are mixed in one production system, the work machines constituting the production system can be efficiently operated. It is possible to construct a production system suitable for variable-mix production.

本発明の好ましい実施形態による生産支援システムを示すブロック図である。It is a block diagram which shows the production support system by the preferable embodiment of this invention. 製造すべき製品の製品名、製品番号またはモデル番号に関連付けて工程計画データベースに格納されている工程計画または基本工程を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the process plan or the basic process which is stored in the process plan database in association with the product name, the product number or the model number of the product to be manufactured. スケジュール演算部が生成するスケジュールの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the schedule generated by the schedule calculation unit. スケジュールに含まれるワーク搬送工程を更に下位概念の工程で示す図である。It is a figure which shows the work transfer process included in a schedule by the process of a further subordinate concept. 切削加工による荒加工工程をより具体的な工程に分割した例を示す図である。It is a figure which shows the example which divided the roughing process by a cutting process into a more specific process. ワーク取り付け、取り外し工程を、より具体的な工程に分割した例を示す図である。It is a figure which shows the example which divided the work attachment | removal process into a more specific process. 荒加工工程を、機械レベルで解釈、実行可能な一層具体的なタスクに分割した例を示す図である。It is a figure which shows the example which divided the roughing process into more concrete tasks which can be interpreted and executed at a machine level. 放電加工による仕上げ加工工程を、より具体的な工程に分割した例を示す図である。It is a figure which shows the example which divided the finishing process by electric discharge machining into more specific process. 放電加工による仕上げ加工のための工程を、機械レベルで解釈、実行可能な一層具体的なタスクに分割した例を示す図である。It is a figure which shows the example which divided the process for finish machining by electric discharge machining into more concrete tasks which can be interpreted and executed at a machine level. 工程を階層的に分割して示す図である。It is a figure which shows the process by dividing it hierarchically. 工程分解情報データベースに格納されているタスクと関連した情報を示す図である。It is a figure which shows the information related to the task stored in the process decomposition information database. 工程分解情報提供部から工程指令部へ出力される一連のタスクの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of a series of tasks output from a process decomposition information providing part to a process command part. 工程分解情報提供部から工程指令部へ出力される一連のタスクの他の例を示す図である。It is a figure which shows another example of a series of tasks output from a process decomposition information providing part to a process command part. 本発明を適用可能な生産システムの一例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows an example of the production system to which this invention is applied.

以下、添付図面を参照して、本願発明の好ましい実施形態を説明する。
先ず、図14を参照すると、本発明を適用可能な生産システムの一例して生産システム100が図示されている。本例において、生産システム100は、少なくとも1つの工作機械として、3台の工作機械110、120、130を有している。生産システム100は、更に、工作機械110、120、130に接続された生産支援システム10、ワークステーション150、工具ステーション160、および、工作機械110、120、130とワークステーション150および工具ステーション160の間でワークWや工具Tまたは電極Eを搬送する無人搬送台車140を備えている。
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
First, referring to FIG. 14, the production system 100 is illustrated as an example of a production system to which the present invention can be applied. In this example, the production system 100 has three machine tools 110, 120, and 130 as at least one machine tool. The production system 100 further comprises a production support system 10, a workstation 150, a tool station 160, and between the machine tools 110, 120, 130 and the workstation 150 and the tool station 160, which are connected to the machine tools 110, 120, 130. The unmanned transport trolley 140 for transporting the work W, the tool T, or the electrode E is provided.

なお、本発明では、生産システム100の工作機械110、120、130、および、無人搬送台車140は、工程を実行する作業機械と称される。図14には、3台の工作機械110、120、130と、2台の無人搬送台車140が図示されているが、これは単なる例示であって、本発明は、例示した作業機械の種類、個数に限定されない。 In the present invention, the machine tools 110, 120, 130, and the automatic guided vehicle 140 of the production system 100 are referred to as work machines that execute the process. FIG. 14 shows three machine tools 110, 120, 130 and two automatic guided vehicles 140, but this is merely an example, and the present invention describes the types of work machines illustrated. Not limited to the number.

ワークステーション150は、未加工ワークを保持する給送ワークステーション152と、加工済ワークを保持する排送ワークステーション154とを含むことができる。工具ステーション160は、予備の工具や、未使用電極を保持することができる。 The workstation 150 can include a feed workstation 152 that holds the raw work and a discharge workstation 154 that holds the processed work. The tool station 160 can hold spare tools and unused electrodes.

工作機械100は放電加工機であって、放電加工機本体112と、複数の電極を格納した電極交換装置114とを有している。電極交換装置114は、格納している電極と放電加工機本体112の主軸(図示せず)先端に装着された電極Eとを随時交換する。放電加工機本体112は、主軸の電極Eに対して相対移動可能に設けられた加工槽116を備えている。放電加工機本体112、電極交換装置114、および、加工槽116は、カバー110a内に収容されている。放電加工機110は、また放電加工機本体112、電極交換装置114および加工槽116を制御するNC装置のような制御装置C1を備えている。放電加工機110は、加工槽116に満たされた加工液中に浸漬されたワークWを電極Eによって放電加工する。放電加工機本体112は、細孔放電加工機、型彫り放電加工機またはワイヤ放電加工機とすることができる。 The machine tool 100 is an electric discharge machine, and has an electric discharge machine main body 112 and an electrode changing device 114 in which a plurality of electrodes are stored. The electrode changing device 114 replaces the stored electrode with the electrode E mounted on the tip of the main shaft (not shown) of the electric discharge machine main body 112 at any time. The electric discharge machine main body 112 includes a processing tank 116 provided so as to be movable relative to the electrode E of the main shaft. The electric discharge machine main body 112, the electrode changing device 114, and the machining tank 116 are housed in the cover 110a. The electric discharge machine 110 also includes a control device C1 such as an NC device that controls an electric discharge machine main body 112, an electrode changing device 114, and a processing tank 116. The electric discharge machine 110 discharge-machines the work W immersed in the processing liquid filled in the processing tank 116 by the electrode E. The electric discharge machine main body 112 can be a pore electric discharge machine, a die-sinking electric discharge machine, or a wire electric discharge machine.

図14において、第1の工作機械である工作機械120は立形マシニングセンタであって、立形フライス盤のような切削加工機122と、複数の工具を格納した工具交換装置124とを有している。加工機122および工具交換装置124はカバー120a内に収容されている。工作機械120は、またNC装置のような制御装置C2を備えている。工具交換装置124は、制御装置C2に入力される加工プログラムに従い、格納している複数の工具から加工に用いる工具を選択して、加工機122の主軸122bに装着した工具Tと随時交換する。工作機械120は、主軸122bに装着した工具Tとテーブル122aに取り付けられているワークWとを相対移動して、工具TによってワークWを切削加工する。 In FIG. 14, the machine tool 120, which is the first machine tool, is a vertical machining center and has a cutting machine 122 such as a vertical milling machine and a tool changer 124 that stores a plurality of tools. .. The processing machine 122 and the tool changing device 124 are housed in the cover 120a. The machine tool 120 also includes a control device C2 such as an NC device. The tool changing device 124 selects a tool to be used for machining from a plurality of stored tools according to a machining program input to the control device C2, and replaces the tool T mounted on the spindle 122b of the machining machine 122 at any time. The machine tool 120 relatively moves the tool T mounted on the spindle 122b and the work W attached to the table 122a, and cuts the work W by the tool T.

図14において、第2の工作機械である工作機械130は横形マシニングセンタであって、横形フライス盤のような切削加工機132と、複数の工具を格納した工具交換装置134と、ワーク交換装置138とを有している。加工機132および工具交換装置134はカバー130a内に収容されている。カバー130aには、加工が行われる加工室とワーク交換装置138の内部空間との間を開閉するドア130bが配設されている。工作機械130は、またNC装置のような制御装置C3を備えている。工具交換装置134は、制御装置C3に入力される加工プログラムに従い、格納している複数の工具から加工に用いる工具を選択して、加工機132の主軸132bに装着した工具Tと随時交換する。工作機械130では、ワークWは、イケール136aを介してテーブル132aに取り付けられる。工作機械130は、主軸132bに装着した工具Tと、テーブル132aに取り付けられているワークWとを相対移動して、工具TによってワークWを切削加工する。 In FIG. 14, the second machine tool, the machine tool 130, is a horizontal machining center, and includes a cutting machine 132 such as a horizontal milling machine, a tool changing device 134 for storing a plurality of tools, and a work changing device 138. Have. The processing machine 132 and the tool changing device 134 are housed in the cover 130a. The cover 130a is provided with a door 130b that opens and closes between the processing chamber where processing is performed and the internal space of the work changing device 138. The machine tool 130 also includes a control device C3 such as an NC device. The tool changing device 134 selects a tool to be used for machining from a plurality of stored tools according to a machining program input to the control device C3, and replaces the tool T mounted on the spindle 132b of the machining machine 132 at any time. In the machine tool 130, the work W is attached to the table 132a via the Iker 136a. The machine tool 130 relatively moves the tool T mounted on the spindle 132b and the work W attached to the table 132a, and cuts the work W by the tool T.

ワーク交換装置138では、未加工ワークW′がイケール136bに取り付けられた状態で待機しており、該未加工ワークW′は現在進行している加工プロセスが終了したときに、加工済ワークWと交換される。加工済ワークWは、ワーク交換装置138のカバーの側面に設けられたドア138aを開いて、無人搬送台車140によって外部に、例えば加工済ワークWを一時的に保持する排送ワークステーション154に搬送される。 In the work changing device 138, the raw work W'stands by while being attached to the ikele 136b, and the raw work W'is referred to as the processed work W when the currently ongoing machining process is completed. Will be exchanged. The processed work W is transported to the outside by an automatic guided vehicle 140, for example, to a discharge workstation 154 that temporarily holds the processed work W by opening the door 138a provided on the side surface of the cover of the work changing device 138. Will be done.

無人搬送台車140は、無線LANのような無線通信によって生産支援システム10に接続されており、該生産支援システム10によって制御される無軌道式の無人搬送台車であって、多関節式のロボットアーム142と、ロボットアーム142の先端に取り付けられたロボットハンドのようなエンドエフェクタ144とを有している。エンドエフェクタ144は、ワークWまたはワークWを取り付けたパレット(図示せず)、工具Tおよび工具Tを装着した工具ホルダ、電極Eおよび電極Eを装着した電極ホルダ(図示せず)を把持または保持することが可能である。 The automatic guided vehicle 140 is an automatic guided vehicle that is connected to the production support system 10 by wireless communication such as a wireless LAN and is controlled by the production support system 10, and is an articulated robot arm 142. And an end effector 144 such as a robot hand attached to the tip of the robot arm 142. The end effector 144 grips or holds the work W or the pallet to which the work W is attached (not shown), the tool T and the tool holder to which the tool T is attached, and the electrode E and the electrode holder to which the electrode E is attached (not shown). It is possible to do.

図1を参照すると、生産支援システム10は、スケジュール演算部12、工程指令部14、推定作業時間提供部16、工程分解情報提供部18、工程計画データベース20、作業時間データベース22、工程分解情報データベース24、および、複数の機械制御部26、28を主要な構成要素として具備しており、これらの構成要素は、CPU(中央演算素子)のようなマイクロプロセッサ、RAM(ランダムアクセスメモリ)やROM(リードオンリーメモリ)のようなメモリ装置、HDD(ハードディスクドライブ)やSSD(ソリッドステートドライブ)のような記憶デバイス、出入力ポート、および、これらを相互接続する双方向バスを含む1または複数のコンピュータ装置および関連するソフトウェアから構成することができる。生産支援システム10は、生産システム100の工作機械110、120、130の制御装置C1、C2、C3に接続されており、制御装置C1、C2、C3に指令を出力したり、制御装置C1、C2、C3からデータを受け取ったりする。 Referring to FIG. 1, the production support system 10 includes a schedule calculation unit 12, a process command unit 14, an estimated work time providing unit 16, a process decomposition information providing unit 18, a process planning database 20, a working time database 22, and a process decomposition information database. 24 and a plurality of machine control units 26 and 28 are provided as main components, and these components include a microprocessor such as a CPU (central processing unit), a RAM (random access memory), and a ROM ( One or more computer devices including memory devices such as read-only memory), storage devices such as HDDs (hard disk drives) and SSDs (solid state drives), input / output ports, and bidirectional buses that interconnect them. It can consist of and related software. The production support system 10 is connected to the control devices C1, C2, and C3 of the machine machines 110, 120, and 130 of the production system 100, outputs commands to the control devices C1, C2, and C3, and outputs commands to the control devices C1, C2, and C2. , Receive data from C3.

スケジュール演算部12には、入力部34を通じて注文が入力される。注文は、例えば製品名、製品番号またはモデル番号のような生産すべき製品を特定する情報と、生産すべき数量または個数に関する情報と、生産を完了すべき期日または納期に関する情報とを含むことができる。注文は、標準的な製品からの変更であるオプションに関する情報を含んでいてもよい。注文は、生産システム100を運用するユーザまたは生産システム100のオペレータによって入力することができる。生産システム100のユーザまたはオペレータが入力する場合、入力部34は、生産支援システム10にLANのようなネットワークを介して接続されたコンピュータ装置(パーソナルコンピュータまたはタブレット)とすることができる。また、注文は、製品の発注者または顧客が入力してもよい。その場合、入力部34は、インターネットを介して接続された発注者または顧客のコンピュータ装置(パーソナルコンピュータまたはタブレット)とすることができる。或いは、入力部34は、インターネットを介して発注者または顧客のコンピュータに接続された、生産システム100ユーザのサーバーとすることができる。 An order is input to the schedule calculation unit 12 through the input unit 34. The order may include information identifying the product to be produced, such as product name, product number or model number, information on the quantity or quantity to be produced, and information on the due date or delivery date to complete production. can. The order may include information about options that are changes from standard products. The order can be entered by the user who operates the production system 100 or the operator of the production system 100. When the user or operator of the production system 100 inputs, the input unit 34 can be a computer device (personal computer or tablet) connected to the production support system 10 via a network such as a LAN. The order may also be entered by the orderer or customer of the product. In that case, the input unit 34 can be a computer device (personal computer or tablet) of the orderer or the customer connected via the Internet. Alternatively, the input unit 34 can be a server of 100 users of the production system connected to the computer of the ordering party or the customer via the Internet.

スケジュール演算部12は、入力部34から入力された注文に基づいて、工程計画データベース20を参照して、スケジュールを工程指令部14に出力する。工程計画データベース20には、図2に示すような、製造すべき製品の製品名、製品番号またはモデル番号に関連付けて工程計画または基本工程が格納されている。図2は、一例として、高精度の金型加工によって金型Aを製造する工程26は、無人搬送台車140によってワークWを切削加工用の工作機械120または130へ搬送するワーク搬送工程38、工作機械120または130における切削加工による荒加工工程40、無人搬送台車140によってワークWを切削加工用の工作機械120または130から放電加工用の工作機械110へ搬送するワーク搬送工程42、放電加工用の工作機械120における放電加工による仕上げ加工工程44、および、無人搬送台車140によってワークWを放電加工用の工作機械120から排送用のワークステーション154へ搬送するワーク搬送工程46を含むことを示している。 The schedule calculation unit 12 refers to the process planning database 20 based on the order input from the input unit 34, and outputs the schedule to the process command unit 14. The process plan database 20 stores a process plan or a basic process in association with a product name, a product number, or a model number of a product to be manufactured, as shown in FIG. FIG. 2 shows, as an example, a step 26 of manufacturing a die A by high-precision die machining, which is a work transfer step 38 of transporting a work W to a machine tool 120 or 130 for machining by an unmanned transfer machine 140. Roughing process 40 by cutting in machine 120 or 130, work transfer process 42 in which work W is transferred from machine tool 120 or 130 for electric discharge machining to machine tool 110 for electric discharge machining by unmanned transfer trolley 140, for electric discharge machining. It is shown that the machine tool 120 includes a finishing processing process 44 by electric discharge machining and a work transfer process 46 in which the work W is transferred from the machine tool 120 for electric discharge machining to the workstation 154 for electric discharge by the unmanned transfer machine 140. There is.

スケジュール演算部12は、工程計画データベース20を参照して得られた工程計画(図2)を推定作業時間提供部16に出力する。推定作業時間提供部16は、作業時間データベース22を参照して、各工程38〜46に要する時間を求める。作業時間データベース22には、生産システム100の各作業機械110〜140(後述する図3では、作業機械MC1、MC2、MC3、ED1、ED2、UC1、UC2)の各々が、関連する工程38〜46を実行するための推定時間が予め設定、格納されている。 The schedule calculation unit 12 outputs the process plan (FIG. 2) obtained by referring to the process plan database 20 to the estimated work time providing unit 16. The estimated work time providing unit 16 refers to the work time database 22 to obtain the time required for each process 38 to 46. In the working time database 22, each of the working machines 110 to 140 of the production system 100 (working machines MC1, MC2, MC3, ED1, ED2, UC1, UC2 in FIG. 3 described later) are associated with steps 38 to 46. Estimated time to execute is preset and stored.

スケジュール演算部12は、推定作業時間提供部16から出力される、各工程38〜46に要する時間を集計し、図3に示すような、入力部34から入力された注文に従って製品を生産システム100で製造するためのスケジュールを工程指令部14に出力する。図3において、MC1、MC2、MC3、ED1、ED2、UC1、UC2は作業機械であり、横軸は各作業機械MC1、MC2、MC3、ED1、ED2、UC1、UC2が工程を実行するために要する時間となっている。 The schedule calculation unit 12 totals the time required for each process 38 to 46 output from the estimated work time providing unit 16, and produces a product according to the order input from the input unit 34 as shown in FIG. The schedule for manufacturing is output to the process command unit 14. In FIG. 3, MC1, MC2, MC3, ED1, ED2, UC1, and UC2 are work machines, and the horizontal axis is required for each work machine MC1, MC2, MC3, ED1, ED2, UC1, and UC2 to execute the process. It's time.

なお、図14では、本発明を適用可能な生産システムとして、2台の切削加工用の工作機械120、130と、1台の放電加工用の工作機械110を備えた生産システム100について説明したが、図3では、スケジュールは、3台の切削加工用の工作機械MC1、MC2、MC3と、2台の放電加工用の工作機械ED1、ED2と、少なくとも2台の無人搬送台車UC1、UC2を備えた生産システムのためのスケジュールとなっている。 In FIG. 14, as a production system to which the present invention can be applied, a production system 100 including two machine tools 120 and 130 for cutting and one machine tool 110 for electric discharge machining has been described. In FIG. 3, the schedule includes three machine tools MC1, MC2, MC3 for cutting, two machine tools ED1 and ED2 for electric discharge machining, and at least two unmanned transport trolleys UC1 and UC2. It is a schedule for the production system.

図3は、2つの注文#10、#11がスケジュール演算部12に入力された場合を示している。図3において、一例として示す2つの注文#10、#11は、何れも、図2に示すような、切削加工による荒加工46と、放電加工による仕上げ加工44とを必要とする高精度に製作された金型の注文である。図3において、SC1〜SC5が、注文#10による金型を製造するための各工程を示しており、SC6〜SC10が、注文#11による金型を製造するための各工程を示している。図3の工程SC1〜SC5およびSC6〜SC10は、図2の工程38〜46の各工程に対応している。 FIG. 3 shows a case where two orders # 10 and # 11 are input to the schedule calculation unit 12. In FIG. 3, the two orders # 10 and # 11 shown as an example are both manufactured with high precision requiring rough machining 46 by cutting and finish machining 44 by electric discharge machining as shown in FIG. It is an order for a mold that has been made. In FIG. 3, SC1 to SC5 show each step for manufacturing the mold according to order # 10, and SC6 to SC10 show each step for manufacturing the mold according to order # 11. Steps SC1 to SC5 and SC6 to SC10 in FIG. 3 correspond to the steps 38 to 46 in FIG.

より詳細には、図3において、注文#10による金型を製造するために、未加工ワークが無人搬送台車UC1によって切削加工用の工作機械MC3へ搬送され(SC1)、該未加工ワークが工作機械MC3において切削加工により荒加工され(SC2)、荒加工されたワークが無人搬送台車UC1によって放電加工用の工作機械ED1へ搬送され(SC3)、荒加工されたワークが工作機械ED1において放電加工により仕上げ加工され(SC4)、仕上げ加工されたワークが無人搬送台車UC1によって排送ワークステーションへ搬送される(SC5)。図3からは、注文#10について、午後17時30分頃に全ての工程が終了することが理解されよう。 More specifically, in FIG. 3, in order to manufacture a die according to order # 10, an unmanned work is transported by an unmanned transport trolley UC1 to a machine tool MC3 for cutting (SC1), and the unprocessed work is machined. Roughing is performed by cutting in the machine MC3 (SC2), the roughened work is conveyed to the machine tool ED1 for electric discharge machining by the unmanned transport trolley UC1 (SC3), and the roughened work is electric discharge machined in the machine tool ED1. (SC4), and the machine tool that has been finished is transported to the electric discharge workstation by the unmanned transport trolley UC1 (SC5). From FIG. 3, it can be understood that for order # 10, all processes are completed around 17:30 pm.

同様に、注文#11による金型を製造するために、未加工ワークが無人搬送台車UC2によって切削加工用の工作機械MC2へ搬送され(SC6)、該未加工ワークが工作機械MC2において切削加工により荒加工され(SC7)、荒加工されたワークが無人搬送台車UC2によって放電加工用の工作機械ED2へ搬送され(SC8)、荒加工されたワークが工作機械ED2において放電加工により仕上げ加工され(SC9)、仕上げ加工されたワークが無人搬送台車UC2によって排送ワークステーションへ搬送される(SC10)。図3からは、注文#11について、午後18時30分頃に全ての工程が終了することが理解されよう。 Similarly, in order to manufacture the die according to order # 11, the unprocessed work is transferred to the machine tool MC2 for machining by the unmanned transport trolley UC2 (SC6), and the unprocessed work is machine tool MC2 by machining. Roughing (SC7), the roughened work is conveyed to the machine tool ED2 for electric discharge machining by the unmanned transport trolley UC2 (SC8), and the roughened work is finished by electric discharge machining on the machine tool ED2 (SC9). ), The finished work is transported to the electric discharge workstation by the unmanned transport trolley UC2 (SC10). From FIG. 3, it can be understood that for order # 11, all processes are completed around 18:30 pm.

このように、スケジュール演算部12は、現在利用可能な作業機械MC1、MC2、MC3、ED1、ED2、UC1、UC2、および、各作業機械が各工程SC1〜SC5およびSC6〜SC10を実行するために要する時間を勘案して、全ての注文#10、#11について、納期内に製品を製造可能なようにスケジュールを作成する。 In this way, the schedule calculation unit 12 allows the currently available work machines MC1, MC2, MC3, ED1, ED2, UC1, UC2, and each work machine to execute each process SC1 to SC5 and SC6 to SC10. Considering the time required, a schedule is created for all orders # 10 and # 11 so that the products can be manufactured within the delivery date.

工程指令部14は、後述するように、スケジュール演算部12から受け取ったスケジュールを工程分解情報提供部18へ出力する。工程分解情報提供部18は、受け取ったスケジュールに記載されている各工程SC1〜SC5およびSC6〜SC10に基づいて、工程分解情報データベース24を参照して、スケジュールに記載されている各工程SC1〜SC5およびSC6〜SC10を更に分解する。 As will be described later, the process command unit 14 outputs the schedule received from the schedule calculation unit 12 to the process decomposition information providing unit 18. The process decomposition information providing unit 18 refers to the process decomposition information database 24 based on the processes SC1 to SC5 and SC6 to SC10 described in the received schedule, and each process SC1 to SC5 described in the schedule. And SC6 to SC10 are further decomposed.

例えば、図2のワーク搬送工程38(図3では、工程SC1、SC6)、42(図3では、工程SC3、SC8)、46(図3では、工程SC5、SC10)は、図4に示すように、それ以上分解できない1つの工程38′、42′、46′を含んでいる。 For example, the work transfer steps 38 (steps SC1 and SC6 in FIG. 3), 42 (steps SC3 and SC8 in FIG. 3) and 46 (steps SC5 and SC10 in FIG. 3) of FIG. 2 are as shown in FIG. Includes one step 38', 42', 46' that cannot be further decomposed.

これに対して図2の切削加工による荒加工工程40(図3では、工程SC2、SC7)は、図5に示すように、未加工ワークWを例えば工作機械120または130のテーブル122aまたは132aに固定するワーク取り付け工程48、加工工程50、テーブル122aまたは132aから取り外す工程52に分解することができる。 On the other hand, in the roughing process 40 by the cutting process of FIG. 2 (processes SC2 and SC7 in FIG. 3), as shown in FIG. 5, the raw work W is put on the table 122a or 132a of the machine tool 120 or 130, for example. It can be disassembled into a work attaching step 48 to be fixed, a processing step 50, and a step 52 to remove from the table 122a or 132a.

図6を参照すると、ワーク取り付け工程48(後述する放電加工の場合は工程64)またはワーク取り外し工程52(後述する放電加工の場合は工程68)は、無人搬送台車140のロボットアーム142を給送ワークステーション152上の1つのワークへ向けて移動させる工程52、エンドエフェクタ144によって該ワークを把持する工程54、工作機械120のテーブル122aまたは工作機械130のワーク交換装置138へ向けてロボットアーム142を移動させる工程56に分解することができる。ワークの取り外し工程では、この逆の順の工程となるが、やはり3つの工程に分解することができる。 With reference to FIG. 6, in the work mounting step 48 (step 64 in the case of discharge machining described later) or the work removing step 52 (step 68 in the case of discharge machining described later), the robot arm 142 of the unmanned transport trolley 140 is fed. Step 52 of moving the work toward one work on the workstation 152, step 54 of gripping the work by the end effector 144, moving the robot arm 142 toward the table 122a of the machine tool 120 or the work changing device 138 of the machine tool 130. It can be disassembled into the moving step 56. In the work removal process, the process is the reverse of the reverse order, but it can also be disassembled into three processes.

図5の加工工程50は、更に、個々の加工プログラムを実行する更に具体化された1または複数の工程に分解することができる。図7では、加工工程50は、加工プログラムO0100、O0101およびO0102を実行する3つの工程58、60、62に分解されている。 The machining step 50 of FIG. 5 can be further decomposed into one or more more specific steps that execute individual machining programs. In FIG. 7, the machining step 50 is decomposed into three steps 58, 60, 62 that execute the machining programs O0100, O0101 and O0102.

図2の放電加工による仕上げ加工工程44(図3では、工程SC4、SC9)は、図8に示すように、荒加工されたワークWを例えば工作機械110のテーブル112aに固定するワーク取り付け工程64、加工工程66、テーブル112aから取り外す工程68に分解することができる。図8の加工工程66は、更に、電極Eを準備する工程70と、1または複数の工程、図9では、加工プログラムO0200、O0201およびO0202を実行する3つの工程72、74、76に分解することができる。 As shown in FIG. 8, the finish machining step 44 (steps SC4 and SC9 in FIG. 3) by electric discharge machining in FIG. 2 is a work attachment step 64 in which the rough-machined work W is fixed to, for example, the table 112a of the machine tool 110. It can be disassembled into a processing step 66 and a step 68 of removing from the table 112a. The machining step 66 of FIG. 8 is further decomposed into a step 70 for preparing the electrode E and one or more steps, and in FIG. 9, three steps 72, 74, 76 for executing the machining programs O020, O0201 and O0202. be able to.

こうして、工程計画データベース20に格納されている抽象的な工程計画または基本工程は、図10に示すように、より具体的な(抽象度の低い)階層ごとに多数の工程に分解することができる。 In this way, the abstract process plan or basic process stored in the process plan database 20 can be decomposed into a large number of processes for each more specific (less abstract) layer, as shown in FIG. ..

工程分解情報データベース24は、分解された具体的な工程(タスク)を作業機械MC1、MC2、MC3、ED1、ED2、UC1、UC2の各々と関連付けて格納している。このように各工程を分解(細分化)することによって、各工程の内容が一層具体的になり、機械レベルで解釈、実行可能なタスクを得ることができる。図11に一例として示すように、工程分解情報データベース24は、金型Aを切削加工により荒加工する工程(図7の工程50)について、該工程50を実行可能な工作機械として作業機械MC1、MC2、MC3の各々に関連付けて、使用する治具およびタスクを組合せテーブルの形態で格納している。 The process decomposition information database 24 stores the decomposed specific processes (tasks) in association with each of the work machines MC1, MC2, MC3, ED1, ED2, UC1 and UC2. By decomposing (subdividing) each process in this way, the content of each process becomes more concrete, and tasks that can be interpreted and executed at the machine level can be obtained. As shown as an example in FIG. 11, the process decomposition information database 24 uses the work machine MC1 as a machine tool capable of performing the process 50 in the process of roughing the mold A by cutting (process 50 in FIG. 7). The jigs and tasks to be used are stored in the form of a combination table in association with each of MC2 and MC3.

例えば、工程指令部14がスケジュール演算部12から受け取ったスケジュールに基づき、「金型Aの荒加工を工作機械(作業機械)MC1で実施する」という工程を工程分解情報提供部18へ出力する。工程分解情報提供部18は、受け取った工程に基づき、工程分解情報データベース24を参照して、スケジュール演算部12が作成したスケジュールに適合した治具、工具、加工プログラム、タスクを見つけ出し、これを工程指令部14へ出力する。 For example, based on the schedule received from the schedule calculation unit 12, the process command unit 14 outputs to the process decomposition information providing unit 18 the process of "performing the rough machining of the mold A with the machine tool (working machine) MC1". Based on the received process, the process decomposition information providing unit 18 refers to the process decomposition information database 24, finds jigs, tools, machining programs, and tasks that match the schedule created by the schedule calculation unit 12, and processes the jigs, tools, machining programs, and tasks. Output to the command unit 14.

工作機械MC1と工作機械MC2の何れでも金型Aを荒加工することができる場合であっても、具体的なタスクや加工時間は異なっており、それによって、金型Aの荒加工に要する時間が異なる。例えば、工作機械MC1では、図12に示すように、金型Aを荒加工する場合に、ドア(例えば、図14ではドア120b)を手動(無人搬送台車140のエンドエフェクタ144)で開き(工程80a)、(無人搬送台車140のエンドエフェクタ144で)ワークWをテーブル(例えば、図14では122a)に取り付け(工程80b)、ドア(例えば、図14ではドア120b)を手動(無人搬送台車140のエンドエフェクタ144)で閉じ(工程80c)、切削加工を実行し(工程80d)、ドアを再び手動で開き(工程80e)、(無人搬送台車140のエンドエフェクタ144で)ワークWをテーブルから取り外し(工程80f)、ドアを再び手動で閉じる(工程80g)ことが行われるのに対して、工作機械MC2では、図13に示すように、ドアを自動で開き(工程90a)、(無人搬送台車140のエンドエフェクタ144で)ワークWをテーブルに取り付け(工程90b)、ドアを自動で閉じ(工程90c)、切削加工を実行し(工程90d)、ドアを再び自動で開き(工程90e)、(無人搬送台車140のエンドエフェクタ144で)ワークWをテーブルから取り外し(工程90f)、ドアを再び自動で閉じる(工程90g)ことができる。このように、金型Aを荒加工するための具体的なタスクは、各工作機械で異なることが生じ得る。 Even if the machine tool MC1 and the machine tool MC2 can roughen the mold A, the specific tasks and the machining time are different, and the time required for the roughing of the mold A is different. Is different. For example, in the machine tool MC1, as shown in FIG. 12, when the mold A is rough-processed, the door (for example, the door 120b in FIG. 14) is manually opened (end effector 144 of the unmanned transport trolley 140) (process). 80a), the work W (with the end effector 144 of the unmanned transport trolley 140) is attached to the table (for example, 122a in FIG. 14) (step 80b), and the door (for example, the door 120b in FIG. 14) is manually operated (unmanned transport trolley 140). Closed with the end effector 144) (step 80c), cut (step 80d), manually reopened the door (step 80e), and removed the work W (with the end effector 144 of the unmanned carrier 140) from the table. (Step 80f), the door is manually closed again (step 80g), whereas in the machine tool MC2, the door is automatically opened (step 90a) as shown in FIG. 13, (unmanned transport trolley). The work W is attached to the table (with the end effector 144 of 140) (process 90b), the door is automatically closed (process 90c), the cutting process is executed (process 90d), the door is automatically opened again (process 90e), and (process 90e). The work W can be removed from the table (step 90f) (with the end effector 144 of the unmanned transport carriage 140), and the door can be automatically closed again (step 90g). As described above, the specific task for roughing the mold A may be different for each machine tool.

工程指令部14は、工程分解情報データベース24から受け取った、治具、工具、加工プログラム、タスクに基づき、各作業機械30、32、…(図2では作業機械MC1、MC2、MC3、ED1、ED2、UC1、UC2)へ指令を出力する。その際、機械制御部26、28、…を介して各作業機械30、32、…へ指令を出力することによって、各指令を機械制御部26、28、…の例えば、プロトコルに適合する形式の指令に変換するようにできる。 The process command unit 14 has the work machines 30, 32, ... (In FIG. 2, the work machines MC1, MC2, MC3, ED1, ED2) based on the jig, the tool, the machining program, and the task received from the process decomposition information database 24. , UC1, UC2). At that time, by outputting commands to the working machines 30, 32, ... Via the machine control units 26, 28, ..., Each command is in a format conforming to, for example, a protocol of the machine control units 26, 28, ... It can be converted into a command.

例えば、金型Aのような既知の製品名、製品番号またはモデル番号と、数量または個数と、納期とを含む注文は、人に理解し易い指令または指示と言えるが、生産システムにとっては抽象的でそのままでは実行することはできない。本実施形態では、注文の内容をより具体化した1または複数の工程に分解した工程モデルである工程計画を予め設定し、製品名、製品番号またはモデル番号と関連付けて工程計画データベース20に格納し、工程計画の各工程を更に1または複数の工程に分解した工程分解情報として予め作成し工程分解情報データベース24に格納し、注文が入力されたときに、データベース20、24を参照することによって、抽象的な指示(注文)から機械レベルで解釈、実行可能な一層具体的なタスクを生成することが可能となる。 For example, an order that includes a known product name, product number or model number, quantity or quantity, and delivery date, such as mold A, is a human-friendly directive or instruction, but abstract for the production system. It cannot be executed as it is. In the present embodiment, a process plan, which is a process model in which the contents of the order are decomposed into one or more specific processes, is set in advance and stored in the process plan database 20 in association with the product name, product number, or model number. , Each process of the process plan is further created as process decomposition information decomposed into one or a plurality of processes, stored in the process decomposition information database 24, and when an order is input, the databases 20 and 24 are referred to. From abstract instructions (orders), it becomes possible to generate more specific tasks that can be interpreted and executed at the machine level.

より詳細には、本実施形態では、入力された注文に基づいてスケジュール演算部12がスケジュールを作成し、該スケジュールに基づいて、各工程をより具体的な工程に分解して生産システムを形成する各作業機械30、32、…(図2では作業機械MC1、MC2、MC3、ED1、ED2、UC1、UC2)へ指令が出力される。スケジュール演算部12は、特定の工程が生産量を著しく律速したり生産工程のボトルネックとならないようにスケジュールを作成するので、生産システム100全体で製造効率を高めることが可能になる。また、本実施形態によれば、1つの生産システム中に複数の製品を混在させても、生産システムを構成する作業機械を効率的に運用することが可能なので、特に、多品種少量生産または多品種変量生産に適合した生産システムを構築することが可能となる。 More specifically, in the present embodiment, the schedule calculation unit 12 creates a schedule based on the input order, and based on the schedule, each process is decomposed into more specific processes to form a production system. Commands are output to the work machines 30, 32, ... (Work machines MC1, MC2, MC3, ED1, ED2, UC1, UC2 in FIG. 2). Since the schedule calculation unit 12 creates a schedule so that a specific process does not significantly rate-determine the production amount or become a bottleneck in the production process, it is possible to improve the production efficiency of the entire production system 100. Further, according to the present embodiment, even if a plurality of products are mixed in one production system, the work machines constituting the production system can be efficiently operated. It is possible to construct a production system suitable for variable-mix production.

なお、既述の実施形態では、スケジュール演算部12がスケジュールを作成するとき、スケジュール演算部12は、作業時間データベース22に予め設定、格納されている、生産システム100の各作業機械110〜140(作業機械MC1、MC2、MC3、ED1、ED2、UC1、UC2)の各々が、関連する工程38〜46を実行するために要する時間の推定値(推定時間)を推定作業時間提供部16から受け取るようになっている。しかしながら、本発明は、これに限定されず、生産システム100の各作業機械110〜140(作業機械MC1、MC2、MC3、ED1、ED2、UC1、UC2)の各々が各工程を実行したときに要した実際の時間を実績データとして、収集し作業時間データベース22に蓄積するようにできる。これによって、スケジュール演算部12が作成するスケジュールの精度を高めることが可能となる。実績データには、工程を実行するために実際に要した時間に加えて、工程を実行したときの気温、使用した工具、冶具等を関連付けることができる。また、同様の作業機械110〜140(作業機械MC1、MC2、MC3、ED1、ED2、UC1、UC2)を備えた他の工場の実績データをインターネット等のネットワークを介して収集、格納してもよい。 In the above-described embodiment, when the schedule calculation unit 12 creates a schedule, the schedule calculation unit 12 sets and stores the schedule calculation unit 12 in the work time database 22 in advance, and each work machine 110-140 of the production system 100 ( Each of the work machines MC1, MC2, MC3, ED1, ED2, UC1, UC2) receives an estimated value (estimated time) of the time required to execute the related steps 38 to 46 from the estimated work time providing unit 16. It has become. However, the present invention is not limited to this, and is required when each of the working machines 110 to 140 (working machines MC1, MC2, MC3, ED1, ED2, UC1, UC2) of the production system 100 executes each step. It is possible to collect the actual time as actual data and store it in the work time database 22. This makes it possible to improve the accuracy of the schedule created by the schedule calculation unit 12. In addition to the time actually required to execute the process, the actual data can be associated with the temperature at the time of executing the process, the tools used, the jig, and the like. Further, the actual data of other factories equipped with the same work machines 110 to 140 (work machines MC1, MC2, MC3, ED1, ED2, UC1, UC2) may be collected and stored via a network such as the Internet. ..

10 生産支援システム
12 スケジュール演算部
14 工程指令部
16 推定作業時間提供部
18 工程分解情報提供部
20 工程計画データベース
22 作業時間データベース
24 工程分解情報データベース
100 生産システム
100 工作機械
110 放電加工機
110a カバー
112 放電加工機本体
112a テーブル
114 電極交換装置
116 加工槽
120 工作機械
120a カバー
120b ドア
122 切削加工機
122a テーブル
122b 主軸
124 工具交換装置
130 工作機械
130a カバー
130b ドア
132 切削加工機
132a テーブル
132b 主軸
134 工具交換装置
136a イケール
136b イケール
138 ワーク交換装置
138a ドア
140 無人搬送台車
142 ロボットアーム
144 エンドエフェクタ
150 ワークステーション
152 給送ワークステーション
154 排送ワークステーション
160 工具ステーション
10 Production support system 12 Schedule calculation unit 14 Process command unit 16 Estimated work time providing unit 18 Process disassembly information providing unit 20 Process planning database 22 Working time database 24 Process disassembly information database 100 Production system 100 Machine tool 110 Discharge processing machine 110a Cover 112 Discharge machine body 112a Table 114 Electrode replacement device 116 Machine tool 120 Machine tool 120a Cover 120b Door 122 Cutting machine 122a Table 122b Main shaft 124 Tool changer 130 Machine tool 130a Cover 130b Door 132 Cutting machine 132a Table 132b Main shaft 134 Tool replacement Equipment 136a Iker 136b Iker 138 Work exchange device 138a Door 140 Unmanned transport trolley 142 Robot arm 144 End effector 150 Workstation 152 Feeding workstation 154 Discharging workstation 160 Tool station

Claims (6)

生産すべき製品を特定すべき情報と、生産すべき数量または個数と、生産を完了すべき期日を含む注文に基づいて、該製品を生産するための工程を生成する生産支援システムにおいて、
注文を入力する入力部と、
入力部から入力された注文に基づいて、注文により特定される製品を生産するために必要な複数の作業機械と、各作業機械が受け持つ工程と、各工程を実行するために要する時間とに関する情報を含むスケジュールを生成するスケジュール演算部と、
生成されたスケジュールの各工程を各作業機械が解釈し実行可能な情報である複数のタスクに分解する工程分解情報提供部と、
工程分解情報提供部からのタスクに基づいて、各作業機械へ指令を出力する工程指令部と、
を備えたことを特徴とした生産支援システム。
In a production support system that generates a process for producing a product based on an order including information for specifying a product to be produced, a quantity or quantity to be produced, and a due date for completing the production.
Input section for entering orders and
Information on multiple work machines required to produce the product specified by the order based on the order entered from the input unit, the process that each work machine is in charge of, and the time required to execute each process. A schedule calculation unit that generates a schedule including
A process decomposition information providing unit that interprets each process of the generated schedule and decomposes it into multiple tasks, which is information that can be executed by each work machine.
A process command unit that outputs commands to each work machine based on tasks from the process decomposition information provision unit,
A production support system characterized by being equipped with.
製品を生産するために必要な複数の作業機械と、各作業機械が受け持つ工程と、各工程を実行するために要する時間とに関する情報を各製品を特定する情報に関連付けて格納した工程計画データベースを更に備えた請求項1に記載の生産支援システム。 A process planning database that stores information on multiple work machines required to produce products, the processes that each work machine is in charge of, and the time required to execute each process in association with information that identifies each product. The production support system according to claim 1, further provided. 工程計画データベースに格納されている工程と、該工程を実行する各作業機械とに関連付けてタスクを格納した工程分解情報データベースを更に備えた請求項1に記載の生産支援システム。 The production support system according to claim 1, further comprising a process decomposition information database in which a process stored in a process planning database and a process decomposition information database in which tasks are stored in association with each work machine that executes the process are provided. スケジュールに含まれる工程を作業機械が実行するために要する時間に関する情報を、該工程と作業機械とに関連付けて格納した作業時間データベースを更に備えた請求項1に記載の生産支援システム。 The production support system according to claim 1, further comprising a work time database in which information on the time required for a work machine to execute a process included in a schedule is stored in association with the process and the work machine. スケジュールに含まれる工程を作業機械が実行するために要した実際の時間を作業時間データベースに蓄積するようにした請求項4に記載の生産支援システム。 The production support system according to claim 4, wherein the actual time required for the work machine to execute the process included in the schedule is stored in the work time database. 作業機械が、複数の工作機械と、工作機械間でワークを搬送する無人搬送台車とを含む請求項1に記載の生産支援システム。 The production support system according to claim 1, wherein the work machine includes a plurality of machine tools and an automatic guided vehicle that transports the work between the machine tools.
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